bits多态改为POD+原地操作
This commit is contained in:
YHH
@@ -1,235 +1,256 @@
|
||||
import { IBigIntLike, BigIntFactory } from './BigIntCompatibility';
|
||||
import { BitMask64Data, BitMask64Utils } from './BigIntCompatibility';
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 高性能位操作类
|
||||
*
|
||||
* 基于BigInt实现，支持任意数量的位操作。
|
||||
* 自动适配运行环境，在不支持BigInt的环境中使用兼容实现。
|
||||
*
|
||||
* @example
|
||||
* ```typescript
|
||||
* const bits = new Bits();
|
||||
* bits.set(0);
|
||||
* bits.set(5);
|
||||
* console.log(bits.get(0)); // true
|
||||
* console.log(bits.get(1)); // false
|
||||
* ```
|
||||
* 64位位集合类，用于高效的位操作
|
||||
* 支持最多64个位的设置、清除、查询和逻辑运算
|
||||
*/
|
||||
export class Bits {
|
||||
private _value: IBigIntLike;
|
||||
/** 存储位数据的64位掩码 */
|
||||
private _value: BitMask64Data;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 构造函数
|
||||
* @param initialValue 初始值，可以是IBigIntLike或数值
|
||||
* 构造函数，创建位集合
|
||||
* @param initialValue 初始值，可以是BitMask64Data对象、数字或字符串
|
||||
*/
|
||||
constructor(initialValue?: IBigIntLike | number | string) {
|
||||
constructor(initialValue?: BitMask64Data | number | string) {
|
||||
if (initialValue && typeof initialValue === 'object') {
|
||||
this._value = initialValue;
|
||||
this._value = BitMask64Utils.clone(initialValue);
|
||||
} else if (typeof initialValue === 'number') {
|
||||
this._value = BitMask64Utils.fromNumber(initialValue);
|
||||
} else if (typeof initialValue === 'string') {
|
||||
const num = parseInt(initialValue, 10);
|
||||
this._value = BitMask64Utils.fromNumber(num);
|
||||
} else {
|
||||
this._value = BigIntFactory.create(initialValue || 0);
|
||||
this._value = BitMask64Utils.clone(BitMask64Utils.ZERO);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 设置指定位置的位为1
|
||||
* @param index 位索引（从0开始）
|
||||
* @throws {Error} 当索引为负数时抛出错误
|
||||
* 设置指定位为1
|
||||
* @param index 位索引，范围 [0, 63]
|
||||
* @throws 当位索引为负数或超过64位限制时抛出错误
|
||||
*/
|
||||
public set(index: number): void {
|
||||
if (index < 0) {
|
||||
throw new Error('Bit index cannot be negative');
|
||||
}
|
||||
const mask = BigIntFactory.one().shiftLeft(index);
|
||||
this._value = this._value.or(mask);
|
||||
|
||||
if (index >= 64) {
|
||||
throw new Error('Bit index exceeds 64-bit limit. ECS framework supports max 64 component types.');
|
||||
}
|
||||
|
||||
BitMask64Utils.setBit(this._value, index);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 清除指定位置的位（设为0）
|
||||
* @param index 位索引（从0开始）
|
||||
* @throws {Error} 当索引为负数时抛出错误
|
||||
* 清除指定位为0
|
||||
* @param index 位索引，范围 [0, 63]
|
||||
* @throws 当位索引为负数时抛出错误
|
||||
*/
|
||||
public clear(index: number): void {
|
||||
if (index < 0) {
|
||||
throw new Error('Bit index cannot be negative');
|
||||
}
|
||||
const mask = BigIntFactory.one().shiftLeft(index).not();
|
||||
this._value = this._value.and(mask);
|
||||
|
||||
if (index >= 64) {
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
BitMask64Utils.clearBit(this._value, index);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取指定位置的位值
|
||||
* @param index 位索引（从0开始）
|
||||
* @returns 位值（true表示1，false表示0）
|
||||
* 获取指定位的值
|
||||
* @param index 位索引
|
||||
* @returns 如果位被设置为1则返回true，否则返回false
|
||||
*/
|
||||
public get(index: number): boolean {
|
||||
if (index < 0) {
|
||||
if (index < 0 || index >= 64) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
const mask = BigIntFactory.one().shiftLeft(index);
|
||||
return !this._value.and(mask).isZero();
|
||||
|
||||
const mask = BitMask64Utils.create(index);
|
||||
return BitMask64Utils.hasAny(this._value, mask);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 检查是否包含所有指定的位
|
||||
* @param other 另一个Bits对象
|
||||
* @returns 是否包含所有指定的位
|
||||
* 检查是否包含另一个位集合的所有位
|
||||
* @param other 另一个位集合
|
||||
* @returns 如果包含other的所有设置位则返回true
|
||||
*/
|
||||
public containsAll(other: Bits): boolean {
|
||||
const intersection = this._value.and(other._value);
|
||||
return intersection.equals(other._value);
|
||||
return BitMask64Utils.hasAll(this._value, other._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 检查是否包含任意一个指定的位
|
||||
* @param other 另一个Bits对象
|
||||
* @returns 是否包含任意一个指定的位
|
||||
* 检查是否与另一个位集合有交集
|
||||
* @param other 另一个位集合
|
||||
* @returns 如果有共同的设置位则返回true
|
||||
*/
|
||||
public intersects(other: Bits): boolean {
|
||||
return !this._value.and(other._value).isZero();
|
||||
return BitMask64Utils.hasAny(this._value, other._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 检查是否不包含任何指定的位
|
||||
* @param other 另一个Bits对象
|
||||
* @returns 是否不包含任何指定的位
|
||||
* 检查是否与另一个位集合没有交集
|
||||
* @param other 另一个位集合
|
||||
* @returns 如果没有共同的设置位则返回true
|
||||
*/
|
||||
public excludes(other: Bits): boolean {
|
||||
return !this.intersects(other);
|
||||
return BitMask64Utils.hasNone(this._value, other._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 清空所有位
|
||||
* 清除所有位为0
|
||||
*/
|
||||
public clearAll(): void {
|
||||
this._value = BigIntFactory.zero();
|
||||
BitMask64Utils.clear(this._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 检查是否为空（没有设置任何位）
|
||||
* @returns 是否为空
|
||||
* 检查位集合是否为空
|
||||
* @returns 如果所有位都为0则返回true
|
||||
*/
|
||||
public isEmpty(): boolean {
|
||||
return this._value.isZero();
|
||||
return BitMask64Utils.isZero(this._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取设置的位数量
|
||||
* @returns 设置为1的位数量
|
||||
* 计算设置为1的位数
|
||||
* @returns 设置位的总数
|
||||
*/
|
||||
public cardinality(): number {
|
||||
let count = 0;
|
||||
let value = this._value.clone();
|
||||
|
||||
while (!value.isZero()) {
|
||||
const one = BigIntFactory.one();
|
||||
if (!value.and(one).isZero()) {
|
||||
count++;
|
||||
}
|
||||
value = value.shiftRight(1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return count;
|
||||
return BitMask64Utils.popCount(this._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 位运算：与
|
||||
* @param other 另一个Bits对象
|
||||
* @returns 新的Bits对象，包含与运算结果
|
||||
* 与另一个位集合执行按位与操作
|
||||
* @param other 另一个位集合
|
||||
* @returns 新的位集合，包含按位与的结果
|
||||
*/
|
||||
public and(other: Bits): Bits {
|
||||
return new Bits(this._value.and(other._value));
|
||||
const result = new Bits();
|
||||
BitMask64Utils.copy(this._value, result._value);
|
||||
BitMask64Utils.andInPlace(result._value, other._value);
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 位运算：或
|
||||
* @param other 另一个Bits对象
|
||||
* @returns 新的Bits对象，包含或运算结果
|
||||
* 与另一个位集合执行按位或操作
|
||||
* @param other 另一个位集合
|
||||
* @returns 新的位集合，包含按位或的结果
|
||||
*/
|
||||
public or(other: Bits): Bits {
|
||||
return new Bits(this._value.or(other._value));
|
||||
const result = new Bits();
|
||||
BitMask64Utils.copy(this._value, result._value);
|
||||
BitMask64Utils.orInPlace(result._value, other._value);
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 位运算：异或
|
||||
* @param other 另一个Bits对象
|
||||
* @returns 新的Bits对象，包含异或运算结果
|
||||
* 与另一个位集合执行按位异或操作
|
||||
* @param other 另一个位集合
|
||||
* @returns 新的位集合，包含按位异或的结果
|
||||
*/
|
||||
public xor(other: Bits): Bits {
|
||||
return new Bits(this._value.xor(other._value));
|
||||
const result = new Bits();
|
||||
BitMask64Utils.copy(this._value, result._value);
|
||||
BitMask64Utils.xorInPlace(result._value, other._value);
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 位运算：非
|
||||
* @param maxBits 最大位数限制，默认64位
|
||||
* @returns 新的Bits对象，包含非运算结果
|
||||
* 执行按位取反操作
|
||||
* @param maxBits 最大位数，默认为64
|
||||
* @returns 新的位集合，包含按位取反的结果
|
||||
*/
|
||||
public not(maxBits: number = 64): Bits {
|
||||
return new Bits(this._value.not(maxBits));
|
||||
if (maxBits > 64) {
|
||||
maxBits = 64;
|
||||
}
|
||||
|
||||
const result = new Bits();
|
||||
BitMask64Utils.copy(this._value, result._value);
|
||||
|
||||
if (maxBits <= 32) {
|
||||
const mask = (1 << maxBits) - 1;
|
||||
result._value.lo = (~result._value.lo) & mask;
|
||||
result._value.hi = 0;
|
||||
} else {
|
||||
result._value.lo = ~result._value.lo;
|
||||
if (maxBits < 64) {
|
||||
const remainingBits = maxBits - 32;
|
||||
const mask = (1 << remainingBits) - 1;
|
||||
result._value.hi = (~result._value.hi) & mask;
|
||||
} else {
|
||||
result._value.hi = ~result._value.hi;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 复制另一个Bits对象
|
||||
* @param other 要复制的Bits对象
|
||||
* 从另一个位集合复制值
|
||||
* @param other 源位集合
|
||||
*/
|
||||
public copyFrom(other: Bits): void {
|
||||
this._value = other._value.clone();
|
||||
BitMask64Utils.copy(other._value, this._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 创建当前Bits的副本
|
||||
* @returns 新的Bits对象副本
|
||||
* 创建当前位集合的深拷贝
|
||||
* @returns 新的位集合，内容与当前位集合相同
|
||||
*/
|
||||
public clone(): Bits {
|
||||
return new Bits(this._value.clone());
|
||||
return new Bits(this._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取原始值
|
||||
* @returns 原始的IBigIntLike值
|
||||
* 获取内部的64位掩码数据
|
||||
* @returns 内部存储的BitMask64Data对象
|
||||
*/
|
||||
public getValue(): IBigIntLike {
|
||||
public getValue(): BitMask64Data {
|
||||
return this._value;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 设置原始值
|
||||
* @param value 新的值，可以是IBigIntLike或数值
|
||||
* 设置位集合的值
|
||||
* @param value 新值，可以是BitMask64Data对象、数字或字符串
|
||||
*/
|
||||
public setValue(value: IBigIntLike | number | string): void {
|
||||
public setValue(value: BitMask64Data | number | string): void {
|
||||
if (typeof value === 'object') {
|
||||
this._value = value;
|
||||
BitMask64Utils.copy(value, this._value);
|
||||
} else if (typeof value === 'number') {
|
||||
this._value = BitMask64Utils.fromNumber(value);
|
||||
} else {
|
||||
this._value = BigIntFactory.create(value);
|
||||
const num = parseInt(value, 10);
|
||||
this._value = BitMask64Utils.fromNumber(num);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取调试信息
|
||||
* @returns 返回显示设置位索引的字符串
|
||||
* 将位集合转换为可读字符串
|
||||
* @returns 格式为"Bits[index1, index2, ...]"的字符串
|
||||
*/
|
||||
public toString(): string {
|
||||
const bits: string[] = [];
|
||||
let index = 0;
|
||||
let value = this._value.clone();
|
||||
|
||||
while (!value.isZero()) {
|
||||
const one = BigIntFactory.one();
|
||||
if (!value.and(one).isZero()) {
|
||||
bits.push(index.toString());
|
||||
for (let i = 0; i < 64; i++) {
|
||||
if (this.get(i)) {
|
||||
bits.push(i.toString());
|
||||
}
|
||||
value = value.shiftRight(1);
|
||||
index++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return `Bits[${bits.join(', ')}]`;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取二进制表示
|
||||
* @param maxBits 最大位数，默认64位
|
||||
* @returns 二进制字符串表示
|
||||
* 将位集合转换为二进制字符串
|
||||
* @param maxBits 最大位数，默认为64
|
||||
* @returns 二进制字符串表示，每8位用空格分隔
|
||||
*/
|
||||
public toBinaryString(maxBits: number = 64): string {
|
||||
if (maxBits > 64) maxBits = 64;
|
||||
|
||||
let result = '';
|
||||
for (let i = maxBits - 1; i >= 0; i--) {
|
||||
result += this.get(i) ? '1' : '0';
|
||||
@@ -241,81 +262,111 @@ export class Bits {
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取十六进制表示
|
||||
* @returns 十六进制字符串表示
|
||||
* 将位集合转换为十六进制字符串
|
||||
* @returns 十六进制字符串表示，带0x前缀
|
||||
*/
|
||||
public toHexString(): string {
|
||||
return '0x' + this._value.toString(16).toUpperCase();
|
||||
return BitMask64Utils.toString(this._value, 16);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 从二进制字符串创建Bits
|
||||
* @param binaryString 二进制字符串
|
||||
* @returns 新的Bits对象
|
||||
* 从二进制字符串创建位集合
|
||||
* @param binaryString 二进制字符串，可以包含空格
|
||||
* @returns 新的位集合对象
|
||||
*/
|
||||
public static fromBinaryString(binaryString: string): Bits {
|
||||
const cleanString = binaryString.replace(/\s/g, '');
|
||||
const value = BigIntFactory.fromBinaryString(cleanString);
|
||||
return new Bits(value);
|
||||
let data: BitMask64Data;
|
||||
if (cleanString.length <= 32) {
|
||||
const num = parseInt(cleanString, 2);
|
||||
data = { lo: num >>> 0, hi: 0 };
|
||||
} else {
|
||||
const loBits = cleanString.substring(cleanString.length - 32);
|
||||
const hiBits = cleanString.substring(0, cleanString.length - 32);
|
||||
const lo = parseInt(loBits, 2);
|
||||
const hi = parseInt(hiBits, 2);
|
||||
data = { lo: lo >>> 0, hi: hi >>> 0 };
|
||||
}
|
||||
return new Bits(data);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 从十六进制字符串创建Bits
|
||||
* @param hexString 十六进制字符串
|
||||
* @returns 新的Bits对象
|
||||
* 从十六进制字符串创建位集合
|
||||
* @param hexString 十六进制字符串，可以带或不带0x前缀
|
||||
* @returns 新的位集合对象
|
||||
*/
|
||||
public static fromHexString(hexString: string): Bits {
|
||||
const value = BigIntFactory.fromHexString(hexString);
|
||||
return new Bits(value);
|
||||
const cleanString = hexString.replace(/^0x/i, '');
|
||||
let data: BitMask64Data;
|
||||
if (cleanString.length <= 8) {
|
||||
const num = parseInt(cleanString, 16);
|
||||
data = { lo: num >>> 0, hi: 0 };
|
||||
} else {
|
||||
const loBits = cleanString.substring(cleanString.length - 8);
|
||||
const hiBits = cleanString.substring(0, cleanString.length - 8);
|
||||
const lo = parseInt(loBits, 16);
|
||||
const hi = parseInt(hiBits, 16);
|
||||
data = { lo: lo >>> 0, hi: hi >>> 0 };
|
||||
}
|
||||
return new Bits(data);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 比较两个Bits对象是否相等
|
||||
* @param other 另一个Bits对象
|
||||
* @returns 是否相等
|
||||
* 检查是否与另一个位集合相等
|
||||
* @param other 另一个位集合
|
||||
* @returns 如果两个位集合完全相同则返回true
|
||||
*/
|
||||
public equals(other: Bits): boolean {
|
||||
return this._value.equals(other._value);
|
||||
return BitMask64Utils.equals(this._value, other._value);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取最高位的索引
|
||||
* @returns 最高位的索引，如果为空则返回-1
|
||||
* 获取最高位设置位的索引
|
||||
* @returns 最高位设置位的索引，如果位集合为空则返回-1
|
||||
*/
|
||||
public getHighestBitIndex(): number {
|
||||
if (this._value.isZero()) {
|
||||
if (BitMask64Utils.isZero(this._value)) {
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
let index = 0;
|
||||
let value = this._value.clone();
|
||||
|
||||
while (!value.shiftRight(1).isZero()) {
|
||||
value = value.shiftRight(1);
|
||||
index++;
|
||||
if (this._value.hi !== 0) {
|
||||
for (let i = 31; i >= 0; i--) {
|
||||
if ((this._value.hi & (1 << i)) !== 0) {
|
||||
return i + 32;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return index;
|
||||
for (let i = 31; i >= 0; i--) {
|
||||
if ((this._value.lo & (1 << i)) !== 0) {
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 获取最低位的索引
|
||||
* @returns 最低位的索引，如果为空则返回-1
|
||||
* 获取最低位设置位的索引
|
||||
* @returns 最低位设置位的索引，如果位集合为空则返回-1
|
||||
*/
|
||||
public getLowestBitIndex(): number {
|
||||
if (this._value.isZero()) {
|
||||
if (BitMask64Utils.isZero(this._value)) {
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
let index = 0;
|
||||
let value = this._value.clone();
|
||||
const one = BigIntFactory.one();
|
||||
|
||||
while (value.and(one).isZero()) {
|
||||
value = value.shiftRight(1);
|
||||
index++;
|
||||
for (let i = 0; i < 32; i++) {
|
||||
if ((this._value.lo & (1 << i)) !== 0) {
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return index;
|
||||
for (let i = 0; i < 32; i++) {
|
||||
if ((this._value.hi & (1 << i)) !== 0) {
|
||||
return i + 32;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
Block a user